Análise genética determina que esponjas foram os primeiros animais na Terra
RIO — A explosão do Cambriano, período no qual a maioria dos grupos animais surgiram na Terra, aconteceu há 540 milhões de anos, mas o planeta já era habitado por ao menos um animal que surgiu 100 milhões de anos antes. É isso o que sugere análise genética realizada por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT, na sigla em inglês), que confirmaram que as esponjas do mar são a fonte de uma molécula encontrada em rochas datadas com 640 milhões de anos.
— Nós juntamos evidências paleontológicas e genéticas para montar um caso robusto de que se trata realmente de um fóssil molecular de esponjas — disse David Gold, pós-doutorando do MIT e líder das pesquisas. — Esta é uma das mais antigas evidências de vida animal.
Os resultados foram publicados esta semana na revista científica “Proceedings of the National Academy of Sciences”. Os paleontólogos descobriram um número extraordinário de fósseis do período que se inicia há cerca de 540 milhões de anos. Com base no registro fóssil, alguns cientistas argumentam que os grupos animais contemporâneos “explodiram” na Terra, evoluindo rapidamente de organismos unicelulares para complexos animais multicelulares em um período relativamente curto de tempo. Entretanto, os fósseis conhecidos de períodos anteriores à explosão Cambriana são peculiares e difíceis de serem encaixados em alguma linhagem evolucionária.
É nesses registros que Gold e seu professor orientador, Roger Summons, se debruçam. Eles analisam traços moleculares que sobreviveram em antigas rochas, mesmo que o resto do animal tenha desaparecido com o tempo.
— Existe a sensação de que os animais devem ser muito mais antigos que o Cambriano, porque muitos apareceram ao mesmo tempo, mas a evidência fóssil era controversa — disse Gold. — Então, algumas pessoas se interessaram na ideia de que alguns biomarcadores, moléculas e químicos deixados para trás poderiam ajudar a resolver esse debate.
Os estudos começaram há cerca duas décadas no MIT. Em 1994, Summons, orientador de Gold e coautor da pesquisa, participou das primeiras análises do 24-ipc, uma molécula de lipídio, ou esterol, em rochas do período pré-Cambriano. Na época, eles especularam que as esponjas ou seus antecessores seriam a fonte desse material. Em 2009, um pesquisador da Universidade da Califórnia, que também trabalhou com Summons, confirmou a presença desses lipídios em amostras de rochas com 640 milhões de anos, a evidência mais antiga de vida animal no planeta.
— Esse tópico de pesquisa tem mais de 20 anos de história intimamente conectada aos cientistas do MIT — pontuou Summons. — Agora, em 2016, David Gold foi capaz de aplicar suas técnicas e novas ferramentas da era genômica para adicionar nova camada de evidências que dão suporte à hipótese de biomarcadores da esponja.
ÁRVORE EVOLUCIONÁRIA
É sabido que, hoje, as esponjas modernas e alguns tipos de algas produzem essa molécula específica de lipídio, conhecida como 24-ipc. A questão é: qual organismo existia há 640 milhões de anos e também produzia esse biomarcador? Para responder a essa questão, Summons e Gold buscaram identificar o gene responsável pela produção do 24-ipc, depois encontrar os organismos que carregam esse gene para, por fim, traçar quando o gene surgiu nesses animais.
A equipe analisou o genoma de aproximadamente 30 organismos diferentes, incluindo plantas, fungos, algas e esponjas, para ver que tipos de lipídios cada organismo produzia e identificar o gene associado. Após a análise, eles encontraram um gene único, o esterol metiltransferase, ou SMT, responsável por produzir determinados tipos de esteróis dependendo do número de cópias do gene que o organismo carrega. Espécies de esponja e algas marinhas que produzem o 24-ipc possuem uma cópia extra do SMT.
Com essa informação, os pesquisadores compararam as cópias para determinar como elas estavam relacionadas e quando a cópia extra surgiu pela primeira vez. Eles mapearam a árvore evolucionária e usaram evidência fóssil para determinar quando cada duplicação do SMT aconteceu. A conclusão foi que as esponjas do mar desenvolveram a cópia extra do SMT muito antes das algas, e elas o fizeram a cerca de 640 milhões de anos, mesmo período das moléculas de 24-ipc encontradas nas rochas. Os resultados fornecem forte evidência que as esponjas surgiram na Terra há 640 milhões de anos, muito antes de qualquer outra forma de vida animal.
— Isso nos traz novas questões: como esses organismos se pareciam? Como era o ambiente? E por que existe um grande buraco nos registros fósseis? — disse Gold. — Isso mostra o quanto que ainda não sabemos sobre os primórdios da vida animal e quantas descobertas ainda estão para serem feitas.
